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Apresentação Critério de avaliação
- P 1 e P 2 – provas;
- P – média ponderada das provas;
- T – trabalho;
- A – aproveitamento.
P =^2 P^1 +^3 P^2
A = 0 , 9 P + 0 , 1 T
Se A ≥ 5 , 0 Æ aprovado; Se A < 5 , 0 Æ reprovado.
Prova substitutiva
- todo conteúdo ministrado;
- substitui a menor nota entre P 1 e P 2.
NÃO HAVERÁ EXAME.
Trabalho
- grupo de, no máximo, 3 alunos;
- sugestões:
- materiais OLED (Organic Light Emitting Diode) – diodo orgânico emissor de luz;
- materiais cerâmicos PZT (titanato zirconato de chumbo);
- materiais piezoelétricos;
- materiais poliméricos em eletricidade;
- memristor – enfoque sobre materiais usados nesse tipo de dispositivo;
- outros materiais elétricos.
Bibliografia [1] Bogoroditsky, N. P.; Pasynkov, V. V.; Tareev, B. M. – “Electrical Engineering Materials”, MIR Publishers, Moscow, 1977. [2] Saraiva, D. B. – “Materiais Elétricos”, Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro, RJ, 1983. [3] Rezende, E. M. – “Materiais Usados em Eletrotécnica”, Livraria Interciência Ltda. Rio de Janeiro, RJ, 1977.
[4] Kraus, J. D.-“Eletromagnetics”, Mc Graw Hill, Inc. 1991. [5] Bastos, J. P. A. “Eletromagnetismo e Cálculo de Campos”, Editora da UFSC, 1989. [6] Cotrin, A. “Manual de Instalações Elétricas”, McGraw-Hill, 1985. [7] Boylestad, R. L. e Nashelsky, L. “Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos”, Pearson Prentice Hall, 8ª. Edição. [8] SLEMON, G.R. - Equipamentos Magnéticos, v. 1 e 2, Editora Universidade de São Paulo - Livros Técnicos e Científicos Editora S/A, Rio de Janeiro, 1975. [9] VASQUEZ, D.J.R. - Materiais Eletrotécnicos, Ediciones CEAC S/A, España, 1977. [10] HAYT JR., W.H. - Eletromagnetismo, Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos Editora, 3a edição, 1983.
Aula I
Os materiais elétricos podem ser classificados quanto à resistividade em:
- supercondutores – resistividade nula;
- condutores – baixa resistividade;
- semicondutores;
- isolantes – resistividade alta;
Há ainda materiais classificados como magnéticos capazes de adquirir um alto e permanente momento magnético.
I.1 – Resistividade
- resistência elétrica de um corpo de seção reta uniforme unitária e comprimento unitário;
- específica para cada material;
- depende da temperatura;
- inverso da condutividade;
- definição:
L
= = RS
ρ – resistividade [Ωm^2 /m]; σ – condutividade [Sm/m^2 ]; S – seção transversal [m^2 ]; L – comprimento [m].
Reatividade dos elementos.
I.5 – Temperatura
- aumento na temperatura;
- aumento na vibração dos cristais que formam o material;
- aumentam os obstáculos à movimentação dos elétrons;
- aumenta a resistividade;
- diminui a condutividade;
- equacionamento da resistividade:
ρ ( T ) = ρ 0 [ 1 + α( T − T 0 )]
- ρ(T) – resistividade em função de T;
- ρ 0 – resistividade inicial;
- T – temperatura;
- T 0 – temperatura inicial;
- α – coeficiente de variação da resistividade em função da temperatura.
- equacionamento da resistência:
R ( T ) = R 0 [ 1 + α( T − T 0 )]
- R(T) – resistência elétrica em função de T;
- R 0 – resistência elétrica inicial;
- dilatação linear:
l ( T ) = l 0 [ 1 + K '( T − T 0 )]
- l (T) – comprimento em função de T;
- l 0 – comprimento inicial;
- K’ – coeficiente de dilatação térmica.
I.6 – Esforço de tração
- causa deformação, fazendo com que o material tenha suas dimensões aumentadas no sentido do esforço de tração:
( ) SE ELAS
∆ l = l − l 0 = l 0 τ^ −^ τ^0
- l – comprimento relativo ao esforço τ;
- l 0 – comprimento relativo ao esforço τ0;
- τ – esforço;
- τ 0 – esforço inicial;
- EELAS – módulo de elasticidade;
- S – seção do material.
I.7 – Supercondutividade
- certos materiais não apresentam resistência à passagem de corrente elétrica quando colocados em temperaturas baixíssimas, próximas ao zero absoluto;
- há uma temperatura crítica para tal fenômeno;
- geralmente, o hélio líquido é utilizado (4,2 K ou -269,13 º C);
- diamagneto perfeito abaixo da temperatura crítica (1933);
- diamagnético: aparentemente, campos externos não influenciam o momento magnético, que neste caso é nulo, resultante do movimento orbital do elétron e do spin eletrônico;
- 1911, Heike Kamerlinngh Onnes, físico, observou a resistência elétrica do mercúrio em função da temperatura;
- cerâmicas contendo bário, lantânio, cobre, oxigênio;
- dificuldade de aplicações práticas;
- pesquisas para obtenção de supercondutores à temperatura ambiente;
- o estado de supercondutividade é reversível (temperatura crítica);
- busca por ligas supercondutoras (Nb-Zr e Nb-Ti);
- a bobina supercondutora tem o mesmo comportamento de um imã permanente, sendo um eletromagneto supercondutor.
Imã sobre nitrogênio líquido (-200 º C).
